FIZIOLOGIJA MIŠIĆA

15
 EDUKACIJSKI FAKULTET U TRAVNIKU -Postdiplomski studij- Opća kineziologija Predmet : Fiziološki aspekti učenja Tema : Fiziologija mišića  Student: Musić Kenan Doc.dr.sci.med. Farid Ljuca Travnik 2014-03-07

Transcript of FIZIOLOGIJA MIŠIĆA

EDUKACIJSKI FAKULTET U TRAVNIKU -Postdiplomski studij- Opa kineziologija

Predmet : Fizioloki aspekti uenjaTema : Fiziologija miia

Student: Musi Kenan Doc.dr.sci.med. Farid Ljuca

Travnik 2014-03-07SADRAJ

1.UVOD32.FIZIOLOGIJA MIIA43.1. Fizioloke odlike glatkih miia73.2. Snaga miia83.3. Rad miia93.4. Zamor miia104.OBLIK I VRSTE MIINE KONTRAKCIJE (UPALE)125.ZAKLJUAK146.LITERATURA15

1.UVOD

Miino tkivo je odgovorno za veinu interakcija sa vanjskim svijetom. Ove interakcije obuhvataju kretanje, govor i niz drugih svakodnevnih aktivnosti. Veoma vana uloga miia je i unutranjosti organizma, jer oni omoguavaju transport hrane, krvi i drugih materija. Kontrakcija miia je elijski fenomen koji podrazumjeva skraivanje pojedinanih elija, a sila koju miii proizvode je suma svih sila koje proizvode pojedinane elije. Miii se anatomski i fizioloki razlikuju,ali bez obzira na to osobine i mehanizmi kontakcije su veoma slini.

Prema klasinoj teoriji u fiziologiji, faktori vezani uz dopremu i utilizaciju kisika u miinim stanicama limitiraju izdrljivost sportaa. Novija istraivanja ipak, ukazuju kako i anaerobne, te ivano-miine karakteristike sportaa predstavljaju vane determinante njihove izdrljivosti. Drugi esto prouavan problem u fiziologiji odnosi se na koncept anaerobnog praga (AP) i metode njegovog odreivanja.

Miino tkivo je odgovorno za veinu interakcija sa vanjskim svijetom.Najvei dio te mase (40%) ine popreno-prugasti (skeletni) miii, dok ostalih 10% ine srano miino tkivo i glatki miii.

2.FIZIOLOGIJA MIIA

Osnovna funkcionalna odlika miinog tkiva (bilo to popreno-prugasto ili glatko, bijelo ili crveno) jeste njegova razdraljivost. Ta razdraljivost se ispoljava najee skraivanjem, grenjem (kontrakcijom) miinih vlakana, koje nastaje pod dejstvom spoljanjih ili unutranjih drai. Pod normalnim uslovima, prirodne drai za kontrakciju ovjeijih miia jesu impulsi koji u svaki mii dolaze preko njegovog motornog nerva, a ti impulsi nastaju u centralnom nervnom sistemu, pod uticajem promjena unutranje i spoljanje sredine, koje se primaju preko receptora. Drugim reima, razdraenje nastalo u receptorima prenosi se i preko senzitivnih nerava stie u centralni nervni sistem, gdje se prenosi na motorno nervno vlakno i preko njega u mii, koji po prijemu dovoljno jakog impulsa odmah prelazi u stanje razdraljivosti, tj. kontrahuje se.

Slika 1. Miina stanica [footnoteRef:1] [1: Fiziologija - Miina stanica (2011) . Dostupno na : www.fiziologija-misica.com]

Sama kontrakcija skeletnog miia javlja se kao odgovor na nervne impulse, koji dolaze u mii preko specijalnih nervnih elija - motoneurona. Miii zajedno sa nervima, koji ih inerviu, ine nervno-miini aparat oveka. Funkcionalna veza motoneurona sa miiima sprovodi se preko aksona motoneurona, tako da se svaka od krajnjih grana aksona zavrava na jednom miinom vlaknu - obrazujui nervno-miinu sinapsu ili tzv. zavrnu plou. Prema tome, svaki motoneuron inervie onoliko miinih vlakana koliko ima krajnjih ogranaka.

Ta fizioloka cjelina motoneurona, njegovog aksona i svih miinih vlakana koje inervie, ini motornu jedinicu. Ona predstavlja osnovnu morfofunkcionalnu jedinicu nervno-miinog aparata, i u organizmu ovjeka se razlikuje po veliini motoneurona, kao i po broju miinih vlakana. Tako, male motorne jedinice imaju relativno mali motoneuron, sa malim brojem miinih vlakana (do nekoliko desetina), i one su u sastavu svih sitnih miia lica, prstiju ruke i noge, ake, a djelimino i u sastavu velikih miia trupa i ekstremiteta.Velika motorna jedinica ima krupan, veliki motoneuron, koji sa svojim ograncima aksona inervie i do nekoliko hiljada miinih vlakana. One se nalaze u sastavu velikih miia trupa i ekstremiteta.

Svaki skeletni mii izgraen je od velikog broja miinih snopova, a snop - od hiljade miinih vlakana. Kod ovjeka se broj tih vlakana formira ve od 4. do 5. mjeseca ivota i praktino se ne mijenja. Meutim, njihova debljina se znatno mijenja - pri roenju njihov dijametar iznosi 1/5 debljine vlakna odraslog ovjeka; pod uticajem treninga, taj dijametar se moe kod odraslih znatno poveati.

3.MIINI SISTEM

Sve pokrete tijela, od treptaja oka do skoka u visinu, omoguuju miii. Od miia zavisi, ak, i varenje hrane kao i protok krvi kroz organizam. Miina masa naeg tijela sastoji se od tri grupe miia. U prvu grupu spadajupopreno - prugasti miiikojima upravlja mozak. Ova grupa zajedno sa skeletom i tetivama odgovorna je za sve vrste pokreta, poevi od osmijeha do tranja uz stepenice.

U drugu grupu spadajuglatki miii- zovu se tako zbog njihovog izgleda pod mikroskopom - a njihovu funkciju predstavljaju pokreti unutranjih organa kojih nismo svijesni, kao to su utroba ili beika.Treu grupu predstavljakardijalni miikoji ini glavni dio srca.Miini sistem zajedno sa skeletnim ini aparat za kretanje; osim toga on uestvuje u mnogim fiziolokim procesima: ishrani; disanju; cirkulaciji krvi.Miii se za kosti spajaju snopovima vezivnih vlakana tetivama. Kraj tetive, najblie centralnom dijelu tela, naziva se korijen miia i obino je krai od vezivnih dijelova na drugom kraju. Obino je korijen na jednoj strani zgloba, a vezivni dio na drugom udaljenom kraju, tako se grenjem miia pomjera i zglob. Veza sa nervnim sistemom je ostvarena tako to je svaki mii inervisan posebnim nervom. Tako jedan mii moe da vri samo jednu vrstu pokreta pa su zbog toga miii udrueni u funkcionalne grupe koje djeluju antagonistiki (npr. dvoglavi mii na prednjoj strani nadlakta kod ovjeka savija ruku, a troglavi na zadnjoj strani je oprua). Osim odreenih konih miia, koji potiu od ektoderma, svi ostali su mezodermalnog porijekla. Muskulatura kimenjaka sastoji se iz: - glatkih i -popreno - prugastih miinih vlakana.

Popreno - prugasti miiiprostiru se po cijelom tijelu, inei veoma veliki dio ukupne mase tijela i do 25 %, ak i kod novoroeneta. Dakle, popreno - prugasta vlakna izgrauju miie tijelesnog zida, glave, udova, onih miia i dijafragme. Kontroliu pokrete raznih dijelova skeleta, ukljuujui i uni mii (stapedijus) koji radi na bubnju, siunoj unoj kosti kao i najvei butni mii - gluteus maksimus, koji pored svoje funkcije na butini, kontrolie i zglob kuka.Glatka vlaknagrade miie unutranjih organa, crijeva, bubrenih i polnih odvoda, zida krvnih sudova i konu muskulaturu. Tijelesni miii kolousta i riba, kao i miii u toku embrionalnog razvia viih kimenjaka, predstavljeni su sa dvije uzdune trake na bokovima tijela. Ove trake su podijeljene poprenim pregradama (mioseptama) na vei broj segmenata (miomera).

3.1. Fizioloke odlike glatkih miia

Glatki miii se nalaze u unutranjim organima i u zidovima krvnih sudova. Ti miii se, po mnogim svojim morfolokim i fiziolokim karakteristikama, znatno razlikuju od skeletnih miia, koji ostvaruju kretanje pojedinih dijelova tijela. Prije svega, kontraktilni aparat glatke muskulature i pored toga to sadri i tanke (aktinske) i debele (miozinske) niti, nema popreno-prugasti karakter u mikroskopskoj strukturi; zato se i naziva "glatka" muskulatura. Posebno morfo-fizioloka karakteristika ove muskulature je u tome to dvije susjedne elije glatkih miia ostvaruju dva tipa kontakta jedna izmeu druge: prvi-tijesno, prisno dodirivanje membrana kontrahujuih elija na relativno velikim povrinama, i drugi-sjedinjavanje tih dvaju elija preko protoplazmatikih mostia. Oba vida ovih kontakata obezbeuju rasprostiranje procesa razdraenja od jedne miine elije na drugu.

Slika 2. Prikaz izgleda miinih tkiva[footnoteRef:2] [2: Biologija miini sistemi (2011). Dostupno na: http://www.biologija.rs/misicni_sistem.html]

Zbog toga mrea takvih glatkih miinih elija djeluje kao jedna cjelina: proces razdraenja koji se javi u jednoj grupi elija rasprostire se i na druge elije mree (sincicijuma).Po svojim fiziolokim karakteristikama, glatki miii se dijele na dva tipa: visceralne (tj. unutranje, utrobne) glatke miie, koji se nalaze u zidovima digestivnog trakta i urogenitalnog trakta, i unitarne glatke miie, koji su smjeteni u zidovima krvnih sudova, u oku (zjenica, soivo), kao i u korenu dlake konog pokrova.Nervna regulacija glatkih miia sprovodi se preko simpatikih i parasimpatikih vlakana centara vegetativnog nervnog sistema. Osim toga, pri pojavi akcionog potencijala, u bilo kojoj grupi miinih elija, u procesu nadraenja, od njih se rasprostire ka susjednim elijama i njihovo ukljuivanje ("uvlaenje") u kontraktilni proces. Sve to uslovljava da poslije kontrakcije jednog sloja glatke muskulature slijedi kontrakcija drugog sloja. Sama brzina sprovoenja procesa razdraenja po mrei glatkih miinih elija je vrlo spora - ne prelazi vie od 3 - 5 cm/s.

Posebna fizioloka odlika visceralne muskulature je spontana aktivnost, koja je djelimino u vezi i sa svojstvom miinih elija da se razdrauju na stezanje. Usljed rastezanja nastaje depolarizacija membrane i pojava akcionog potencijala, a poslije toga slijedi kontrakcija elija. Rastegnut hranom, miini zid crijeva se kontrahuje, i na taj nain pomjera sadraj u neradni, sljedei segment crijeva. Samo rastezanje ovog segmenta dovodi do kontrakcije njegovog miinog aparata, to opet obezbjeuje dalje pomjeranje - transport hranljivog sadraja u digestivnom traktu. U nervnoj regulaciji kontrakcije glatkih miia uestvuju dva medijatora: acetilholin (ACH) i noradrenalin. Mehanizam dejstva ACH u glatkim miiima je isti kao i u skeletnim: ACH poveava jonsku propustljivost membrane i time dovodi do depolarizacije. Meutim, neurofizioloki mehanizam noradrenalina je jo nepotpuno ispitan.

Osim toga, skeletna tzv. voljna muskulatura, odnosno vlakna, reaguju na dejstvo medijatora samo u oblasti "krajnje ploe", tj. nervno-miine sinapse, dok vlakna glatke muskulature reaguju (odgovaraju) na dejstvo medijatora nezavisno od mjesta njegove aplikacije. I zbog toga, na glatke miie mogu da djeluju i medijatori koji se nalaze u krvi (npr. noradrenalin), izazivajui dugotrajno dejstvo na glatke miie, odnosno dugotrajne kontrakcije.I na kraju, posebna fizioloka odlika ove glatke muskulature je u tome to njihova kontrakcija nije praena velikim utrokom energije i ne ispoljavaju se fizioloki znaci.

3.2. Snaga miia

Klizanje filamenata miosina preko filamenata aktina je kompleksan proces u kojem serije hemijskih veza nastaje i prekida se. Za to je potrebna energija, koja se dobija sagorevanjem kiseonika i hrane u mitohondrijama, a uva se i prenosi kao sloeno jedinjenje ATP, bogato visokoenergetskim fosfatom. Kontrakcija miia poinje dopiranjem kalcijuma u miine elije kroz veliki niz cjevica, mikrotubula, koje prolaze izmeu miofibrila.

Miii, takoe, sadre grupu vlakana, koja registruju snagu kontrakcije i onih, unutar tetiva, koje vode od miia do kostiju, koji mjere istezanje. Ova informacija, koja se ponovo upuuje u mozak, je bitna za kontrolu miine aktiivnosti.

Slika 3. Dizanje tegova[footnoteRef:3] [3: Biologija miini sistemi (2011). Dostupno na: http://www.biologija.rs/misicni_sistem.html]

3.3.Rad miia

Rad miia, koji obezbeuje kretanje, kao i vrenje prostih i sloenih radnji, izraava se kilogram-metrima. Rad miia zavisi od niza uslova (struktura miia, njegova uvebanost itd.) i maksimalan je pri optimalnom optereenju i optimalnom ritmu kontrakcije. Efektivnost rada zavisi i od emocija: radost poveava radnu sposobnost i esto uspjeva da smanji miini zamor. to se tie nervnih uticaja, vano je naglasiti uticaj simpatikog nervnog sistema na rad miia. Taj uticaj je poznat kao trofini uticaj, koji se manifestuje ubrzavanjem procesa razmjene materije, a time i poveanjem radne sposobnosti miia. Pri ocjenjivanju rada miia obino se istie njegov "spoljanji" ili proizvodni rad.

Radi jednostavnijeg izraavanja, rad miia (W), koji se manifestuje u podizanju odredenog tereta (P) na odreenu visinu (h), moe se izraziti u kilogram-metrima formulom: W = P x h/km. Veliina miinog rada zavisi od spoljanjeg optereenja. Osim toga, sa veliinom tereta postepeno se smanjuje stepen skraivanja - sve do nule (kod maksimalne izometrine sile - snage miia). Imajui u vidu te injenice - jasno je da e sa poveanjem optereenja sve vie da se smanjuje stepen skraenja, pa se spoljanji raiini rad - sa postepenim porastom tereta, u poetku uveava, a pri veim, i maksimalnim optereenjima smanjuje. Najvei spoljanji miini rad mii proizvodi u uslovima srednjih optereenja. Taj fenomen se u fiziologiji definie kao zakon srednjih optereenja.

Slika 4. Prikaz aktivnog i neaktivnog miia[footnoteRef:4] [4: Aktivni i neaktivni miii-blog spot (2011). Dostupno na : http://skidajkile.blogspot.com/2011/08/aktivni-i-neaktivni-misic.html]

3.4.Zamor miia

Zamorom se naziva privremeno slabljenje funkcionalne radne sposobnosti organa, tkiva ili cijelog organizma, koji nastupa kao posljedica dueg ili kraeg trajanja rada, dok isto stanje iezava poslije dueg ili kraeg trajanja odmora. Pri refleksnoj djelatnosti miia, zamor se javlja istovremeno u samom miinom tkivu, u nervnim centrima, kao i u zavrecima motornih nerava u miiu. ak ovo drugo nastupa prije nego zamor u samom miinom tkivu (to se lako eksperimentalno dokazuje). To stanje zamora kod miia manifestuje se postepenim smanjenjem veliine kontrakcije. To smanjenje moe ii do potpunog izostajanja kontrakcije miia, tj. da mii ne odgovara na primljene drai. Brzina razvoja zamora kod ovjeka u radu zavisi od ritma rada i od veliine optereenja.Veliko optereenje ili suvie brz ritam dovodi do brzog nastajanja zamora, usljed ega je i radni efekat - uinak minimalan. Rad se odvija najbolje pri nekom srednjem, optimalnom (za odredenog oveka) ritmu, optimalnom optereenju, koji je razliit ne samo za razliite ljude nego i za jednog istog ovjeka u razliitim uslovima. U medicini se za odreivanje radne sposobnosti, u zavisnosti od optereenja i ritma, primjenjuje metoda koja se naziva ergografija. Pri tome se koristi dosta jednostavan aparat - ergograf, koji je konstruisao torinski fiziolog Moso, pa se zato naziva Mosov ergograf.

Slika 5. Bol u leima [footnoteRef:5]

Pojava zamora objanjava se hemijskim i fiziolokim teorijama zamora. Hemijska teorija objanjava nastajanje zamora kao posljedicu smanjivanja energetskih rezervi u miinom tkivu i kao pojavu obilnog nakupljanja produkata metabolizma miia u radu, koji kao da "zatrpavaju", gue normalan metabolizam, usljed ega se javlja zamor.Fizioloka teorija miinog zamora polazi od toga da on nastupa zbog promjene fiziolokih svojstava zamorenog miia (razdraljivost) i fizioloke labilnosti. Jedna i druga teorija se ne iskljuuju ve se, po naem miljenju, samo dopunjuju. [5: Polleosport (2013). Dostupno na : http://www.polleosport.hr/savjeti/savjeti-strucnjaka/pet-tjelesnih-bolova-koji-signaliziraju-nevolju]

4.OBLIK I VRSTE MIINE KONTRAKCIJE (UPALE)

Kao rezultat kontrakcije, skraenja u miinim vlaknima, javlja se odreeni napon. To je jedna od osnovnih fiziolokih karakteristika miia. Tako, na primer, troglavi mii potkoljena pri hodu ini napor koji je etiri puta vei od teine tijela, a ako bi se sva miina vlakna (oko 300 miliona) razdraila istovremeno i maksimalno i usmjerila se u jednom pravcu, onda bi ona mogla da razviju snagu oko 25 tona. Sam napon, sila, razvija se razliito pri miinoj kontrakciji.

Ako je spoljanji teret manji od napona miia koji se kontrahuje, onda se mii skrauje i izaziva kretanje. To je tzv. koncentrini tip, oblik kontrakcije. Ovaj oblik kontrakcije naziva se i izotonika kontrakcija (isti napon miia) ili miometrijska kontrakcija. Ako je spoljanji teret vei od napona koji razvija mii za vrijeme kontrakcije, onda se taj mii rastee (izduuje). To je takozvani ekscentrini ili pliometrini oblik kontrakcije. I koncentrini i ekscentrini tip miine kontrakcije, kod kojih mii mijenja svoju duinu, spadaju u dinamike forme kontrakcije.

Miina kontrakcija, pri kojoj mii razvija napon ali ne mijenja svoju duinu, naziva se izometrijska kontrakcija (ista duina). To je statika forma miine kontrakcije i ona se javlja u dva sluaja: kada je spoljanji teret vei od napona miia; meutim, ne postoje uslovi za rastezanje miia pod uticajem tog spoljanjeg optereenja.U realnim fiziolokim uslovima aktivnosti miia, praktino se ne javlja ista izometrika ili ista izotonika kontrakcija. Ona praktino uvijek ima mjeoviti karakter. Ta mjeovita forma kontrakcije, pri kojoj se mijenja i duina i napon miia, naziva se auksotonina kontrakcija.

Slika 6. Prikaz upale miia na ljudskom tijelu[footnoteRef:6] [6: Zdravlje upala miia (2014). Dostupno na : www.fitness-zdravlje/upala-misica.com]

U pogledu vrste miine kontrakcije, reima kontrakcije, razlikuju se dvije vrste: prosta, ili pojedinana miina kontrakcija, i sloena miina kontrakcija, ili tetanus (tetanika kontrakcija).

Kao odgovor na impuls iz motoneurona koji pridolazi miinim vlaknima (a u eksperimentalnim uslovima - kao odgovor na dejstvo jedne, pojedinane elektrine drai miia ili njegovog nerva) brzo se javlja kontrakcija miinih vlakana. Taj proces se definie kao prosta, pojedinana kontrakcija.

Trajanje proste miine kontrakcije je razliito kod raznih miia jedne ivotinjske vrste. Kod ovjeka ona traje 0,1 s; ali u prirodnim normalnim uslovima kod ovjeka se ne javljaju ovakve miine, pojedinane kontrakcije, ma kako kratkotrajno djelovao neki pokret. Djelatnost u organizmu ovjeka i ivotinja potpuno je potinjena centralnom nervnom sistemu, od koga dobijaju ne jedan ve niz impulsa (drai) koji slijede jedan drugog - u vremenskom razmaku kraem od trajanja proste miine kontrakcije, tako da mii ne uspjeva da se opusti, dekontrahuje, a ve pridolazi novi impuls.

U miiu se javlja sumacija skraivanja, i kao rezultat proizilazi stanje dugog skraivanja - kontrakcija miia, nazvana tetanus.Broj impulsa koji pristiu u miie ovjeka pri pokretima, tj. tetaninoj kontrakciji, i to iz nervnih centara, iznosi 50 - 60 imp./s, ma-da je optimum 100 - 200 imp./s.U osnovi miine kontrakcije su odreeni hemijski procesi u samom miiu, ije reakcije omoguavaju njegov rad. Te hemijske reakcije u miiu dijele se na anaerobne - koje se odigravaju bez uea kiseonika, i aerobne - sa ueem kiseonika u reakcijama. Osnovni dio energije za miini rad proizilazi iz oksidativnih procesa, povezanih sa oksidacijom ugljenih hidrata. Miii koji se kontrahuju, rade, oslobaaju u obliku mehanike energije samo oko 30% energije, a ostali dio osloboene energije odvaja se u obliku toplotne energije.

5.ZAKLJUAK

Miii su djelatni aktivni pokretai naeg tijela, vlaknasto tkivo organizirano u nakupine ili svenjeve koji kontrakcijom omoguavaju tjelesni pokret. U ljudskom ih tijelu ima vie od 500, a zajedno s kostima oni pokreu ljudsko tijelo te ine sustav organa za kretanje. Oni oputanjem i stezanjem pokreu kosti. Radom miia upravlja sredinji ivani sustav. Svi tjelesni miii ine oko 40% mase ljudskog tijela, a miina masa mukaraca u prosjeku je oko 15% vea od one kod ena.

Miina vlakna spajaju se u snopie, koje poput odjee obavija ovojnica od vezivnog tkiva. U svako miino vlakno ulazi ogranak ivanog vlakna kako bi ga potaknuo na rad. Snopiima hranu i kisik donose sitne ilice (kapilare), usput odnosei ugljik-dioksid i tetne tvari. Manji mii ini nekoliko snopia, a vei miii mogu imati i stotine snopia. Svaki je mii obavijen ovojnicom od vezivnog tkiva na koju se nadovezuju vrsta i savitljiva tetivna vlakna. Tetive veu miie uz kosti.

Podjela miia prema sposobnostima izvrenja je na:miie pokretakoji su sastavljeni od bijelih miinih vlakana, koja su eksplozivne snage i brze kontrakcije. Pogaamo ih vjebama sa relativno velikim teinama i malo ponavljanja. I natonine miiekoji su sastavljeni od crvenih miinih vlakana ije su osobine izdrljivost, a sporih su reakcija.Postoje 3 vrste kontrakcije miia. Kontrakcija nastaje nakon poslanog signala iz centralnog ivanog sustava.

6.LITERATURA

1. Fiziologija sporta (skripta-skraena verzija) Doc.dr.sci.med. Farid Ljuca

IZVORI

2. Fiziologija - Miina stanica (2011) . Dostupno na : www.fiziologija-misica.com3. Biologija miini sistemi (2011). Dostupno na : http : // www . biologija .rs /misicni_sistem.html4. Biologija miini sistemi (2011). Dostupno na: http://www.biologija.rs/misicni_sistem.html5. Aktivni i neaktivni miii-blog spot (2011). Dostupno na : http://skidajkile.blogspot.com/2011/08/aktivni-i-neaktivni-misic.html6. Zdravlje upala miia (2014). Dostupno na : www.fitness-zdravlje/upala-misica.com7. Polleosport (2013). Dostupno na : http://www.polleosport.hr/savjeti/savjeti-strucnjaka/pet-tjelesnih-bolova-koji-signaliziraju-nevolju